close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

1 2 Световоды для сетей передачи данных и телефонии

код для вставкиСкачать
 1.2. Световоды
для
сетей
передачи
данных
и
телефонии
Волокно
в
сети
связи
выступает
в
качестве
передающей
среды
и, следовательно, является
одним
из
основных
компонентов, определяющих
рабочие
параметры
системы
в
целом. В
компьютерных
сетях
и
линиях
связи
применяются
два
основных
класса
волокна: многомодовое
и
одномодовое. Многомодовое
волокно
используется, как
правило, в
локальных
компьютерных
сетях, где
длина
передающего
канала
не
превышает 2 км. Преимущество
систем
на
многомодовом
волокне
в
относительно
низкой
стоимости
активного
оборудования, так
как
большой
диаметр
сердцевины
волокна
позволяет
использовать
относительно
недорогие
источники
оптического
излучения
на
светоизлучающих
диодах, а
также
недорогие
коннектороры. Область
применения
многомодовых
волокон
ограничивается
шириной
полосы
пропускания, определяемой
в
МГцкм. Основным
фактором, ограничивающим
полосу
пропускания
в
многомодовых
волокнах, является
межмодовая
дисперсия. Этот
фактор
отсутствует
в
одномодовых
волокнах, поддерживающих
распространение
лишь
одной
основной
моды оптического излучения. Одномодовые волокна используются для передачи
высокоскоростных потоков данных на большие расстояния: в телефонии, кабельном
телевидении, между удаленными друг от друга на расстояние от 2 до 10 км сегментами
компьютерной сети и т.д. Реализация одномодового оптического канала передачи данных
требует более дорогого активного оборудования с излучателями на основе одномодовых
лазеров и более точных и, следовательно, дорогих коннекторов.
Наиболее распространенными являются два типа многомодовых волокон с диаметрами
сердцевины 50 и 62,5 мкм. Одномодовые волокна для линий связи имеют сердцевину 9,5 мкм.
Диаметр оболочки всех этих типов волокон составляет 125 мкм.
1.2.1. Основные параметры кварцевых волоконных световодов
Оптические волокна и кабели тестируются производителями по следующим параметрам:
1.Оптические характеристики на рабочих длинах волн:
А) коэффициент затухания;
Б) диаметр модового поля;
В) коэффициент поляризационной модовой дисперсии;
Г) длина волны отсечки в волокне.
2.Геометрические характеристики:
А) диаметр оболочки;
Б) неконцентричность сердцевины/оболочки;
В) диаметр покрытия;
Г) неконцентричность покрытия;
Д) радиус собственной кривизны волокна.
3.Механические свойства:
А) параметр динамической усталости;
Б) параметр статической усталости;
В) механическая прочность, гарантированная при перемотке;
Г сила снятия:
) покрытия
4.
Устойчивость
волокна
к
воздействию
окружающей
среды.
А) диапазон
рабочих
температур;
Б) температурная
зависимость
затухания;
В) термовлагоциклирование;
Г) действие
погружения
в
воду;
Д) старение.
5.
Рабочие
характеристики:
А) диаметр
сердцевины;
Б) числовая
апертура;
В) длина
волны
нулевой
дисперсии;
Г) наклон
кривой
дисперсии
в
точке
обращения
в
ноль;
Д) разброс
показателей
преломления;
Е) эффективный
показатель
преломления
для
группы
волн.
В
настоящее
время
в
России
используются
волокна
различных
производителей. Наиболее
часто
используются
волокна
производства Fujikura (Япония), Corning (США), Lucent (США), Alcatel
(Франция), реже – Furukawa (Япония), Plasma и
другие.
1.2.2. Многомодовые
световоды
Стандартные
многомодовые
световоды
Наиболее
широкое
применение
многомодовые
волокна
нашли
в
компьютерных
сетях, включая
СКС. Наиболее
широкое
применение
нашли
два
типа
волокна: с
диаметром
сердцевины 50 и
62,5 мкм. Это
кварцевые
световоды
с
градиентным
профилем
показателя
преломления. Эти
волокна
ориентированы
на
использование
в
двух
окнах
прозрачности: 850 и 1300 нм.
Применение
в
составе
СКС
регламентируется
стандартами TIA/EIA-568-A и ISO/IEC-11801. В
соответствии
со
стандартами
для
сетей
типа Fast Ethernet длина
многомодовых
линий
не
превышает 2 км, в
качестве
источников
используются
светодиоды.
Широкополосные
многомодовые
световоды
Новые
разработки
в
области
многомодовых
световодов
ориентированы
на
высокоскоростные
приложения, преимущественно Gigabit Ethernet. Принципиальное
отличие
систем Gigabit
Ethernet в том, что в большинстве передающих блоков в качестве излучателя используется
лазер, а не светодиод. Лазеры со структурой VCSEL как по быстродействию, так и по мощности
значительно превосходят стандартные светодиоды. Использование лазеров со структурой
VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) по экономическим соображениям
предпочтительно в спектральном окне 850 нм. В этом окне влияние межмодовой дисперсии в
стандартных многомодовых световодах проявляется особенно сильно. Это побудило фирмы –
производители волоконных световодов к разработке новой серии многомодовых световодов.
Геометрические параметры новых волокон соответствуют общепринятым стандартам: 50/125 и
62.5/125. Изменены дисперсионные характеристики, так что полоса пропускания на выбранной
длине волны (850 или 1300 нм) оказывается существенно выше. Новые волокна имеют торговые
марки, определенные производителем. Тестирование волокон, как правило, проводится и для
Gigabit Ethernet, и для стандартных светодиодных источников.
Наиболее широкий выбор волокон для высокоскоростных приложений предлагает компания
Corning, это волокна серии InfiniCor. Компании Alсatel и Lucent Technologies также освоили
выпуск широкополосных волокон. Параметры волокон представлены в таблице 1.
Табл.1. Многомодовые
волокна
разных
производителей.
Затухание, дБ/км Коэффициент
широкополосности
, МГц*км *)
Дальность
передачи
для GBE,
км **)
Произво
дитель
Марка
волокна
Тип
850 нм 1300 нм 850 нм 1300 нм 850 нм 1300 нм
Corning 62.5/125 62.5/125 3,0 0,7 160 500 - -
Corning 50/125 50/125 2,5 0,8 400 400 - -
Corning InfiniCor
300
62.5/125 3,0 0,7
160 500
300 550
Corning InfiniCor
600
50/125 2,5 0,8 500 500 600 600
Corning InfiniCor
1000
62.5/125 3,0 0,7
160 500
500 1000
Corning InfiniCor
2000
50/125 2,5 0,8 500 500 600 2000
Alcatel GigaLite 62.5/125 3,2 0,9 500 500 550 -
Alcatel GigaLite 50/125 2,4 0,7 700 1200 750 -
Lucent
Technol
ogies
LazrSpee
d
50/125 2,5 0,8 - - 600 600
*) – для
светодиодных (LED) источников
**) – для
лазерных (VCSEL) источников
GBE – Gigabit Ethernet
Световоды
с
улучшенными
дисперсионными
характеристиками
полностью
совместимы
со
стандартными
волокнами
того
же
типа (такого
же
диаметра
сердцевины). Многие
кабельные
заводы
уже
выпускают
кабели
с
широкополосными
световодами, преимущественно
это
кабели
для
внутриобъектовой
прокладки.
1.2.3. Одномодовые
световоды
Стандартные
одномодовые
световоды
Одномодовые
световоды
имеют
ступенчатый
профиль
показателя
преломления. Сердцевина
волокна
легирована
двуокисью
германия. Особенностью
одномодового
волокна
является
тот
факт, что
часть
энергии
сигнала
передается
вне
световедущей
сердцевины. Поэтому
при
маркировке
кабелей
с
такими
волокнами
указывается
диаметр
не
сердцевины, а
модового
пятна:
9.5/125. Волокна
предназначены
для
работы
в
двух
окнах: 1310 и 1550 нм. В
первом
окне
за
счет
минимума
дисперсии
обеспечивается
наибольшая
скорость
передачи, тогда
как
во
втором –
максимальная
дальность
без
усиления
благодаря
малым (0,25 дБ/км) потерям. Благодаря
высокой
широкополосности
одномодовые
световоды
используются
в
телефонных
линиях
большой
протяженностью, в
сетях
кабельного
телевидения. В
компьютерных
сетях
одномодовые
волокна
используются
только
на
магистральных
участках
длиной
несколько
километров. Это
связано
с
довольно
высокой
стоимостью
одномодовых
излучателей.
Стандартные одномодовые волокна выпускаются всеми производителями кварцевых
световодов. На отечественном рынке представлены световоды таких фирм, как Corning (США),
Fujikura (Япония), Lucent Technologies (США), Plasma и т.д. Допуски на параметры световодов
весьма жесткие, так что волокна разных производителей легко стыкуются между собой.
Одномодовые
световоды
со
смещенной
дисперсией
Строящиеся
в
настоящее
время
магистральные
волоконно-оптические
линии
предполагают
использование
усилителей
на
активных
волокнах
для
компенсации
потерь
в
световодах
и
спектрального
уплотнения
для
расширения
полосы
пропускания. Для
повышения
дальности
передачи
оптического
сигнала
целесообразно
использование
окна
прозрачности
кварцевого
стекла
вблизи 1550 нм, характеризуемого
минимальными
потерями. В
этой
же
области
усилители
на
активных
волокнах
имеют
высокий
коэффициент
усиления
и
практически
равномерную
спектральную
зависимость
усиления. Последнее
обстоятельство
очень
важно
для
возможности
применения
спектрального
уплотнения
оптических
каналов. Спектральное
уплотнение
позволяет
в
десятки
раз
повысить
скорость
передачи
информации, а
следовательно,
экономическую
рентабельность
линий
связи. Специально
для
систем
со
спектральным
уплотнением, так
называемых DWDM (Density Wavelength Domain Multiplexing), разработаны
световоды
с
малыми
значениями
дисперсии
в
области 1550 нм. Эти
световоды
имеют W-
образный
профиль
показателя
преломления
в
отличие
от
ступенчатого
профиля
стандартных
одномодовых
волокон. Изменение
профиля
показателя
преломления
позволяет
сместить
точку
нулевой
дисперсии
в
область
больших
длин
волн. Такие
волокна
получили
название
волокон
со
смещенной
дисперсией.
Волокна
со
смещенной
не
нулевой
дисперсией
обеспечивают:
Малую
величину
дисперсии
в
окне
прозрачности 1550 нм
Высокую
скорость
передачи
по
отдельным
каналам (до 10 Гбит/с)
Возможность
применения
спектрального
уплотнения (DWDM)
Большую
длину
регенерационного
участка
Совместимость
со
стандартными
одномодовыми
световодами
Световоды
со
смещенной
дисперсией
выпускаются
несколькими
производителями
и
имеют
соответствующие
торговые
марки. Компания Corning выпускает
световоды
типа LEAF. Lucent
Technologies предлагает
волокна Truwave, оптимизированного
для
окна
прозрачности 1550 нм, и
Allwave, волокна
с
малыми
потерями
во
всем
диапазоне
от 1310 до 1550 нм.
Табл.2. Волоконные
световоды SMF-28 и LEAF производства Corning
Технические
параметры
волокон
фирмы CORNING Inc.
SMF-28™ LEAF®
Рабочая
длина
волны, нм
1310
1530..1625
1550
Коэффициент
затухания, дБ/нм, не
более:
- на
длине
волны 1310 нм
0,34
-
- на
длине
волны 1550 нм
0,20
0,22
- на
длине
волны 1625 нм
0,25
Коэффициент
хроматической
дисперсии, пc/нм∙км, не
более:
- в
интервале
длин
волн
(1285-1330) нм
3,5
-
- в
интервале
длин
волн
(1530-1565) нм
18
2,0...6,0
- в
интервале
мин
волн
(1565-1625) нм
4,5...11,2
Наклон
дисперсионной
характеристики
в
области
длины
волны
нулевой
дисперсии, пс/нм
2
∙км, не
более:
- в
интервале
длин
волн
(1285-1330) нм
0,092
Длина
волны
отсечки, нм, не
более
1260
-
Диаметр
модового
поля, мкм;
- на
длине
волны 1310 нм
9,2±0,4
-
- на длине волны 1550 нм
10,5±1,0
9,2...10,0
Геометрия стекла:
- собственный изгиб волокна
>4,0 м
- диаметр отражающей оболочки
125,0±1,0 мкм
- неконцентричность сердцевины
<0,5 мкм
- некруглость оболочки
1,0 %
Автор
kulikov daniil
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
209
Размер файла
1 105 Кб
Теги
1_2
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа